Interior de la carcasa y carcasa para el depósito en seco de elementos combustibles irradiados; procedimiento de depósito.

Interior de carcasa (1) adecuado para el depósito en seco de al menos un elemento combustible irradiado,

caracterizado por que presenta una estructura escalonada que comprende al menos dos módulos (M1, M2, M3,M4) superpuestos, cada uno de dichos módulos (M1, M2, M3, M4), de un material conductor térmico, con alveolo(s)de recepción (2a, 2b; 20a, 20b, 20c) para dicho(s) elemento(s) combustible(s) en la parte central y con al menos undisipador de calor periférico hueco (3a, 3b; 30), estando dispuesto sobre una placa de soporte perforada (4; 40) demanera que permita el paso de dicho(s) elemento(s) combustible(s); estando colocadas y montadas las placas desoporte perforadas (4; 40) de dicha estructura por medio de un sistema de sujeción (5'+5+5''), con un juego (J)dispuesto entre la parte alta del módulo de una etapa (Mi) y de la placa de soporte perforada (4; 40) de la etapa(Mi+1) inmediatamente por encima.

Interior de la carcasa y carcasa para el depósito en seco de elementos combustibles irradiados; procedimiento de depósito 5 La presente invención tiene por objetivo:

-un interior de carcasa (dispositivo para la disposición interna de la carcasa; funda o revestimiento, interior en

una carcasa) adecuado para el depósito en seco de al menos un elemento combustible irradiado; -una carcasa de depósito en seco equipada con tal interior de carcasa; y -un procedimiento de depósito en seco de al menos un elemento combustible irradiado, en base a la utilización de tales carcasa e interior de carcasa.

El interior de la carcasa de acuerdo con la invención comprende, de manera característica, una estructura mixta en el seno de la que la función térmica está disociada de la función de resistencia mecánica. Esto se explica más adelante.

En la presente descripción a continuación de la invención actualmente reivindicada, se entiende por elemento combustible irradiado un elemento combustible irradiado o un conjunto de al menos dos elementos combustibles irradiados superpuestos. Un elemento combustible irradiado de ese tipo presenta una estructura vertical.

La invención se ha desarrollado en el contexto del depósito en seco de elementos combustibles irradiados. Dichos elementos combustibles irradiados se depositan clásicamente:

- o bien a la espera de un acondicionamiento adecuado para su almacenamiento definitivo (son tratados en tanto que desechos) ; -o bien a la espera de un tratamiento/reciclaje a la vista de su valorización.

Hasta el presente, el depósito en seco de elementos combustibles irradiados no se ha puesto en práctica más que para unos elementos combustibles irradiados de reducida potencia. La gestión de la conducción del calor, para asegurar la refrigeración, no es por ello un problema crítico. Dichos elementos de reducida potencia, cada unidad o de dos en dos, superpuestos, son puestos a continuación en unas carcasas. Dichas carcasas no están equipadas con una estructura de sujeción. Dichas carcasas se colocan en unas fundas, fundas que se introducen en unos pozos ventilados.

En un contexto de proximidad, se generan los problemas de disipación de calorías. De ese modo, se utilizan, para el transporte de elementos combustibles irradiados de elevada potencia, unas torres de transporte específicas. Se trata de estructuras pesadas, masivas en las que se encuentran, superpuestos, unos bloques de fundición de aluminio; estabilizando dichos bloques los elementos combustibles irradiados. En el seno de dichas torres, dichos bloques aseguran una función térmica y una función de resistencia mecánica.

El problema técnico abordado en el marco de la presente invención ha sido principalmente el del depósito en seco, de modo unitario o en lotes, de elementos combustibles de más elevada potencia (que presente particularmente, cada uno, una potencia susceptible de alcanzar 5 kW) que los de los depósitos de acuerdo con la técnica anterior.

Se verá más adelante que el sistema de la invención es adecuado para el depósito en seco de varios elementos combustibles en una misma carcasa.

Cualquiera que sea la potencia de la que se trate, es claramente conveniente asegurar la buena refrigeración de los elementos combustibles irradiados depositados para evitar cualquier degradación debida a una temperatura excesiva, para asegurar una resistencia a largo plazo de la vaina de dichos elementos combustibles. El problema es tanto más crítico cuanto mayor sea dicha potencia.

La buena conducción del calor del (de los) elemento (s) combustible (s) irradiado (s) almacenado (s) hacia el sistema de refrigeración del almacenamiento se convierte, en un contexto de potencia elevada, en un parámetro muy

importante, incluso crucial. Esta conducción del calor debe asegurarse, evidentemente, mientras se mantiene (n) el (los) elemento (s) combustible (s) irradiado (s) , en su sitio, estable (s) en la carcasa de depósito, lo que significa que la estructura de la carcasa, e incluyendo su interior de la carcasa (disposición interna) , debe conservar su geometría durante toda la duración del depósito.

Enfrentados a un problema técnico de ese tipo, los presentes inventores proponen una solución innovadora y de buen rendimiento basada en una estructura original del interior de la carcasa, estructura escalonada, mixta, de módulos en un material buen conductor térmico (ventajosamente de aluminio) , con disipadores térmicos huecos.

De acuerdo con un primer objetivo, la presente invención propone por lo tanto unos interiores de carcasa originales.

El concepto de interior de carcasa es familiar para el experto en la materia. Se puede hablar igualmente de dispositivo de disposición interna de una carcasa, adecuado, en el caso actual, para la colocación estable de los elementos combustibles a depositar en su seno.

Los interiores de carcasa de acuerdo con la invención son útiles por lo tanto para el depósito en seco de al menos un elemento combustible irradiado. Presentan una estructura original. De manera característica, presentan una estructura escalonada, que comprende al menos dos módulos superpuestos; cada uno de dichos módulos, en un material buen conductor térmico, con alveolo (s) de recepción para dicho (s) elemento (s) combustible (s) en la parte central y al menos un disipador de calor hueco en la periferia (en el presente documento a continuación denominado disipador de calor periférico hueco) , estando dispuesto sobre una placa de soporte perforada de manera que permita el paso de dicho (s) elemento (s) combustible (s) ; estando colocadas y montadas las placas de soporte perforadas de dicha estructura por medio de un sistema de sujeción con un juego dispuesto entre la parte superior del módulo de una etapa y la placa de soporte perforada de la etapa intermedia por debajo.

Como se ha indicado, dicha estructura es mixta:

-la función térmica se asegura por medio de módulos de material buen conductor térmico (buen conductor (buen disipador) del calor) . Por materiales buenos conductores térmicos, se entiende en el texto presente, unos materiales cuya conductividad térmica es superior a 150 W·m-1·K-1. Una definición de este tipo se admite comúnmente por los especialistas en materiales. Unos materiales de este tipo (que presentan una conductividad térmica de esa forma) son conocidos, comúnmente utilizados en la actualidad; otros materiales de este tipo (que presentan una conductividad térmica en esa forma) son susceptibles de ser desarrollados en el futuro. El experto en la materia conoce particularmente la plata, el cobre, el oro y el aluminio. Ninguno de estos metales se descarta a priori, como material constitutivo de los módulos. Sin embargo, es tan conocido

que la utilización de la plata o del oro presenta particularmente más problemas en términos de costes, que la utilización del aluminio es seguramente preferida. El cobre, puede seguramente emplearse pero se explica a continuación por qué se prefiere el aluminio. El cobre y el aluminio son ambos unos buenos conductores térmicos, pero el cobre tiene el inconveniente de ser más caro de aprovisionamiento y de realización. El cobre es en efecto mucho más difícilmente adaptable a las geometrías deseadas que el aluminio. El aluminio es por lo tanto el material constitutivo de los módulos preferido en el interior de la carcasa de acuerdo con la invención. Es un buen conductor térmico (susceptible de sufrir un tratamiento superficial para mejorar incluso su transmisividad) , se puede extrudir y de ligero de adición. Sin embargo es bien conocido que su resistencia mecánica disminuye de manera sensible con el incremento de temperatura; de ahí el recurso a una estructura de soporte (véase más adelante) . Esta observación puede hacer valorar completamente otro material buen conductor térmico;

-la función de resistencia mecánica se asegura por medio de una estructura de soporte: placas de soporte perforadas y sistema de sujeción. Dicha estructura de soporte es evidentemente de un material de alta resistencia mecánica, resistente al calor. Se realiza ventajosamente en acero inoxidable. Se concibe que puedan convenir otros materiales, tal como el titanio. Se comprende que en términos de coste, se prefiera el acero inoxidable.

El (los) alveolo (s) de los módulos y la (s) abertura (s) de las placas de soporte así como la colocación relativa de dichos módulos y placas de soporte son particularmente adecuados para la colocación, en la vertical, de los 45 elementos combustibles.

Cada módulo comprende al menos un alveolo en la parte central y al menos un disipador de calor en la periferia. De manera característica,... [Seguir leyendo]

1. Interior de carcasa (1) adecuado para el depósito en seco de al menos un elemento combustible irradiado, caracterizado por que presenta una estructura escalonada que comprende al menos dos módulos (M1, M2, M3, 5 M4) superpuestos, cada uno de dichos módulos (M1, M2, M3, M4) , de un material conductor térmico, con alveolo (s) de recepción (2a, 2b; 20a, 20b, 20c) para dicho (s) elemento (s) combustible (s) en la parte central y con al menos un disipador de calor periférico hueco (3a, 3b; 30) , estando dispuesto sobre una placa de soporte perforada (4; 40) de manera que permita el paso de dicho (s) elemento (s) combustible (s) ; estando colocadas y montadas las placas de soporte perforadas (4; 40) de dicha estructura por medio de un sistema de sujeción (5’+5+5’’) , con un juego (J)

dispuesto entre la parte alta del módulo de una etapa (Mi) y de la placa de soporte perforada (4; 40) de la etapa (Mi+1) inmediatamente por encima.

2. Interior de carcasa (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dicho al menos un alveolo (2a,

2b; 20a, 20b, 20c) y dicho al menos un disipador de calor periférico hueco (3a, 3b; 30) de cada módulo (M1, M2, M3, 15 M4) son a base de elementos extrudidos.

3. Interior de carcasa (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que dicho al menos un disipador de calor periférico hueco (3a, 3b; 30) es un elemento extrudido con y sin aleta (s) (31; 301) y con superficie (s) de radiación (32; 302) .

4. Interior de carcasa (1) de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, caracterizado por que cada módulo (M1, M2, M3, M4) de su estructura escalonada comprende al menos un alveolo previamente constituido (2a; 20a) .

5. Interior de carcasa (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que cada

módulo (M1, M2, M3, M4) de su estructura escalonada comprende 1, 3, 4, 7, 12 ó 15 alveolos (2a+2b; 20a+20b+20c) .

6. Interior de carcasa (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que dichos módulos son de aluminio; y/o, ventajosamente y, dicho sistema de sujeción (5’+5+5’’) y dichas placas de soporte 30 perforadas (4; 40) son de material de alta resistencia mecánica, son ventajosamente de acero inoxidable.

7. Interior de carcasa (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que dicho sistema de sujeción (5’+5+5’’) comprende unos tirantes (5) para, por un lado, la colocación y el montaje de las placas de soporte (4; 40) y, por otro lado, la transferencia de la carga de dicho interior de carcasa (1) a la carcasa (10) en la que está destinado a ser alojado.

8. Interior de carcasa (1) de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que dichos tirantes (5) aseguran la colocación de cada módulo (M1, M2, M3, M4) sobre su placa de soporte (4; 40) .

9. Interior de carcasa (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que su estructura escalonada comprende 2, 3, 4, 5 ó 6 módulos superpuestos (M1, M2, M3, M4) .

10. Interior de carcasa (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que dicho al menos un alveolo (2a, 2b; 20a, 20b, 20c) presenta una sección cuadrada, hexagonal o circular. 45

11. Carcasa (10) adecuada para el depósito en seco de al menos un elemento combustible irradiado, caracterizada por que encierra un interior de carcasa (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 y comprende un fondo (9) capaz de soportar la masa de dicho interior de carcasa (1) y la de dicho al menos un elemento combustible destinado a tomar en ella apoyo.

12. Carcasa (10) de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada por que dicha carcasa (10) y su interior de carcasa (1) , que presentan ventajosamente la forma de cilindros rectos, tienen unas secciones de sensiblemente igual (es) dimensión (es) .

13. Procedimiento de depósito en seco de al menos un elemento combustible irradiado que comprende:

-el acondicionamiento estable de dicho al menos un elemento combustible irradiado en una carcasa en el seno de la que el calor desprendido por dicho al menos un elemento se disipa sin alteración de la estructura de dicho al menos un elemento,

-el depósito de dicha carcasa estanca en un pozo vertical refrigerado mediante circulación de aire,

caracterizado por que dicha carcasa es una carcasa (10) de acuerdo con la reivindicación 11 o 12.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por que dicha carcasa (10) encierra varios 65 elementos combustibles.

15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13 o 14, caracterizado por que dicho al menos un combustible irradiado es un elemento cuya potencia es inferior o igual a 5 kW.